地质力学ppt课件.ppt

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1、第三章 地质力学,第一节 构造形迹与构造面第二节 构造体系与构造型式第三节 构造体系的主要型式第四节 构造体系的复合与联合第五节 构造体系群落与构造体系域的概念第六节 主要构造体系作有规律展布的原因,地质力学，是运用力学原理，研究地壳构造和地壳运动规律，探求各个区域的地壳发生运动的原因，从而解决生产实际中的问题。它是地质学领域内的新兴的边缘学科之一。,第一节 构造形迹与构造面,一、构造形迹与构造面的概念二、结构面力学性质和分类三、破裂结构面的鉴定特征四、同一构造面力学性质的转化五、构造形迹的序次和级别,构造地质学中所讲的褶皱、断层、节理、劈理、片理等地质构造，都是地壳运动遗留下来的构造痕迹，地

2、质力学称为构造形迹。构造形迹的规模有大、有小。大者，如大型拗褶的面积可达数干平方公里、深大断裂的延伸长度可达上千公里；小者，如片理在岩石手标本上就能见到，有的甚至在显微镜下才能发现。,一、构造形迹与构造面的概念,一、构造形迹与构造面的概念,构造形迹在空间上的位态，构造地质学是运用褶曲轴面、断层面、节理面、劈理面等的产状要素来表示的，而地质力学则把这些构造面称为结构面。断层面、节理面、劈理面，都是由于岩石受力破裂而成的，存在一个不连续的界面，地质力学称这些结构面为“划分性结构面”或“破裂结构面”；褶曲轴面客观上并不存在，是为了描述褶曲的空间形态而人为假设的，地质力学称它仍为“标志性结构面。,二、

3、结构面力学性质和分类,地质力学主张：尽管构造形迹的表现形式和形态复杂多样，但都是在一定的构造应力作用下发生的，各自都有力学本质。在不同性质的构造应力作用下，会出现不同性质的结构面；不同性质的结构面特征，反映了所受构造应力的性质是不同的。根据结构面的特征，分析结构面的力学性质，推测所受构造应力的性质，找出构造变动和构造运动的规律。,二、结构面力学性质和分类,物体内部任意截面上的应力，可以分解为垂直于截面和平行于截面作用的两个分量，分别称为正应力和剪应力。正应力又可根据作用的方向，分为压应力和张应力。在这些应力的分别作用下，相应就会出现五种力学性质不同的结构面。,1.压性结构面（挤压面）：在压应力

4、作用下形成。例如褶曲轴面、逆断层和逆掩断层面，片理面和一部分劈面等。2.张性结构面（张裂面）：在张应力作用下形成的。如一部分正断层面和一部分劈理面等。3.扭性结构面（扭裂面）：是在扭应力作用下形成的。如平移断层面，一部分正断层面、剪节理面、一部分劈理面等。,二、结构面力学性质和分类,二、结构面力学性质和分类,4.压性兼扭性结构面（压扭性结构面）：是既具有压性、又具有扭性特征的结构面。如一部分斜冲断层面、一部分褶曲轴面等。5.张性兼扭性结构面（张扭性结构面）：是既具有张性又具有扭性特征的结构面。比如一部分上盘斜落的正断层面、一部分弧形断裂面等。,1.压性破裂结构面的主要特征 压性破裂结构面一般呈

5、舒缓波状，沿走向或倾向都有这种特征。在主要的压性破裂结构面两侧，岩石经常呈挤压状态，挤压剧烈的部分有时形成与主要断裂面平行的片理或叶理带。断裂面一侧或两旁常形成挤压破碎带，带内或近旁有时出现许多构造透镜体。其长轴与挤压面平行一致，围绕着构造透镜体的片理或叶理都很发育。,三、破裂结构面的鉴定特征,三、破裂结构面的鉴定特征,压性破裂结构面往往与其它挤压面一起成群出现，它们独自或与一系列褶皱一道构成一个挤压带，有时可见到强烈的紧密褶皱、倒转或叠瓦式冲断裂等现象。在断裂面两旁或断裂带内，常有鳞片状矿物(如云母、滑石、绿泥石、叶腊石、石墨等)或柱状、针状矿物（如角闪石、绿帘石等），均呈定向排列，与主要挤

6、压面平行。,在压性破裂结构面附近的岩石中，往往产生有形状极不规则的石英或方解石的晶片、晶块。它们的分布是凌乱的，但远离挤压面就逐渐减少或消失，大致呈带状分布。如果是逆断层，在断层面上常常可以见到与走向垂直的擦痕；在剖面上，在断层面两旁或一侧的岩层常有牵引现象，有的可以看到羽状节理或入字型分支断裂，它们与主断裂面的交线大致都是水平的；在某种情况下，还可能出现旋轴大致水平的帚状构造。,三、破裂结构面的鉴定特征,2.张性破裂结构面的主要特征 张裂面的形状一般不规则，有时呈锯齿状或犬牙交错的形态，断裂面比较粗糙不平整。单纯的张裂面上，很少出现大片擦痕。平行的张裂面往往形成张裂带，每个张裂面往往延长不远

7、即消失；张裂面之间岩石条带大都参差不齐，迅速尖灭；有的在剖面上呈上宽下窄的楔形裂口。,三、破裂结构面的鉴定特征,在张裂带中或张裂面附近也往往出现角砾岩带，角砾呈棱角状、大小悬殊、分布杂乱、散漫无定向；角砾岩质地比较疏松，有时被碳酸盐、铁质、硅质及其它矿物质胶结。沿张裂带或张裂面常有岩脉或矿脉充填，有时有岩浆侵入体。沿张裂面经常有裂隙发生，裂隙有大、有小，裂隙中有时可见破碎岩块。,三、破裂结构面的鉴定特征,3.扭性破裂结构面的主要特征扭裂面产状稳定，断面平直、光滑，有时呈镜面，常表现出象刀切一样的整齐；裂面上常有大量近于水平的擦痕，有时还出现阶步和反阶步，可以根据它们的特征判别两盘相对位移的方向

8、。扭断裂有时伴生有构造角砾岩，并且常有糜棱岩。扭裂面上有时有硅质、方解石等动力薄膜，有时有绿泥石、绿帘石或镜铁矿等应力矿物。扭裂面常平行成群出现，形成扭裂带，将岩石切割成板状。,三、破裂结构面的鉴定特征,阶步是发育在断层面上或纤维状晶体中的一种小陡坎，其高度一般不超过数毫米，延伸方向大致与擦痕或纤维状晶体的延伸方向垂直。小陡坎是一组横向拉断面或者是纤维状晶体的顶面，由于是背着断层两盘相对位移的方向而被保留下来，因此它是指向断层对盘相对位移方向。反阶步与阶步形态十分相似，所不同的是在小陡坎的根部有切入岩石的小裂缝。这是由于断层两盘相对位移时，断层面受到剪切应力的作用，使两侧产生羽状剪裂面切入岩石

9、或形成楔形张节理。小陡坎的倾向指向本盘相对运动方向。,经常出现两组不同方位的扭裂面互相交切成x型，往往是一对共轭扭裂面，将岩石切成方形或菱形岩块。两组的发育程度有时不一致。扭裂面两盘的岩层、脉体、砾石、早形成的裂隙等，均可被扭裂错移。可根据这些现象判定相对位移的方向和距离。在平面上，主扭裂面一侧或两旁，往往出现羽状节理、入字型分支断裂(或褶皱)及平面牵引现象，有时并有旋轴大致呈铅直的旋扭构造出现。这些次一级构造面与主扭裂面的交线、旋扭构造的旋轴，均与主扭裂面的倾斜线近于一致。,三、破裂结构面的鉴定特征,4.压性兼扭性破裂结构面的主要特征 压性兼扭性破裂结构面，既有压性的特征，又有扭性的特征，故

10、可以用以上列举的压性及扭性破裂面的主要特征来判别。此外，斜冲断裂面上，常见显示上盘斜冲的擦痕和阶步。这时，断裂的一盘或两盘可出现地层牵引、羽状节理、入字型分支断裂（或褶皱）及其某些旋扭构造，这些次一级构造面与斜冲断裂面的交线或旋扭构造的旋轴，常是既不与斜冲断裂面走向平行，也不与其倾向一致。5.张性兼扭性破裂结构面的主要特征 张性兼扭性破裂结构面，既有张性的特征，又有扭性的特征，故可以用以上列举的张性及扭性破裂面的主要特征来判别。,三、破裂结构面的鉴定特征,由于构造运动的不断发展，同一结构面的力学性质可以发生转化。鉴别结构面的力学性质，必须注意是否有转化及其转化过程。导致结构面力学性质转化的原因

11、有两种。一种是在同一方向、同一性质构造作用力的持续作用下，伴随着构造形变的发展，结构面的力学性质发生变化。另一种是受两次构造运动的结果。,四、同一构造面力学性质的转化,四、同一构造面力学性质的转化,严格讲，前一种才是结构面力学性质的转化。后一种乃是两次构造运动的复合，使同一岩块或地块发生两次构造变动，由于两次构造运动的压力方向不同，使结构面力学性质发生转化。故后一种应属于后期改造，或称为构造复合。,四、同一构造面力学性质的转化,同一岩块或地块在同一方式应力作用期间，所形成的不同形态、不同规模和不同力学性质的构造形迹，存在着一个变形的发展过程。在不同发展阶段出现的构造形迹之间，往往存在着挨次控制

12、和因果关系。先后出现的构造形迹所反映的局部应力场，其应力作用方式是不相同的。生成较晚的构造形迹，往往是由于生成较早的构造形迹在生成的过程中诱导派生出来的。先生成者控制了后生成者。构造形迹这种有成生联系的先后次序，在地质力学上称为“构造序次”。,五、构造形迹的序次和级别,一般，第一序次的构造形迹，称为初次构造，第二、三序次的构造形迹，称为再次构造或派生构造。,五、构造形迹的序次和级别,构造形迹的序次和级别是两个完全不同的概念。序次是从时间上来说明，在同一场构造运动中形成的、有成生联系的构造形迹，在成生上的先后次序。级别是从空间上来说明构造形迹规模的大小。由于在同一场构造运动中，先生成的构造形迹往

13、往对后生成的构造形迹起着控制和限制作用，因此一般来说初次构造形迹规模较大，再次构造形迹规模较小，存在着一定的对应关系。但序次和级别并不一定都有完全对应的关系，初次构造并不都是规模很大的高级构造，再次构造的规模也未必就比初次构造小。所以，在分析构造形迹的序次和级别时，必须根据具体情况做具体分析。,五、构造形迹的序次和级别,不同序次的构造形迹反映的力学本质是不相同的。对它们的分析，是从力学本质来研究构造形变的发生、发展和演变过程，有利于比较准确地分辨各种构造形迹之间的主从关系，比较准确地识别构造形态和鉴别结构面的力学性质。实际工作中，常会把构造形迹的序次和级别等同起来，把一些本属于规模大的再次构造

14、误认为是初次构造，致使对构造的分析得出错误的结论。所以，地质力学特别强调构造序次和级别的概念。并强调在实践中，从观察和鉴别各个结构面的力学性质入手，分析它们的成生序次，这样才能为正确地分析构造规律奠定可靠的基础。,五、构造形迹的序次和级别,第二节 构造体系与构造型式,一、构造体系的概念二、构造型式及其确定原则三、构造体系的级别和序次四、构造体系的形成时期,构造体系概念是在经过长期观察和研究了构造形迹之间的内在联系、空间分布规律，以及在大量事实的基础上概括出来的理性认识。构造体系的定义（李四光）：“构造体系是许多不同形态、不同性质、不同级别和不同序次，但具有成生联系的各项构造要素所组成的构造带，

15、以及它们之间所夹的岩块或地块组合而成的总体。”,一、构造体系的概念-地质力学的核心,具有成生联系、聚集成带的构造形迹群称为构造带。以褶皱为主的称为褶皱带，以断裂为主的称为断裂带，两者兼有的称为褶皱断裂带。构造带间常夹有一些构造形迹相对微弱的岩块或地块，呈不同几何形态，被构造带包围或半包围。如果在一定范围内，构造带及其组成的构造形迹及构造带之间所夹的岩块或地块，大体上都是在同一时期、经同一次构造运动、或者断续的经过几次方向和性质相同的构造运动产生的，它们都存在着成生联系、有规律地组合在一起，那么就可以作为一个整体划为个构造体系。,一、构造体系的概念,由于组成地壳各部分的岩块或地块的力学性质有差异

16、，它们的几何形态各不相同，同一场构造运动在不同地域出现的构造应力场的方向和性质不尽相同，从而产生的构造体系都会有自己的形态特征，呈现出各种各样的类型。例如，有的构造体系的总体几何形态象“山”字形，称为山字型构造体系；有的构造体系的总体几何形态象“多”字形，称为多字形构造体系，等等。这些构造体系的具体型式，称为构造型式。,二、构造型式及其确定原则,不同构造型式，是受不同边界条件和协调条件控制的。通常把研究对象以外的其它物体称为外界，把属于研究对象本身的且与外界直接接触的那些接触面称为边界。边界条件边界的形状、所受的外力及外界给予它的限制。协调条件又称为变形协调条件或变形连续条件，是指保证连续固体

17、形变后仍为连续固体的条件。,二、构造型式及其确定原则,确定构造型式的三原则：必须是在不同区域里叠次出现、普遍存在的，而不是由于偶然的局部原因形成的；应变图象必须在力学理论上能够得到完善和统一的解释；能通过室内试验再造出来、并能多次重复出现。,二、构造型式及其确定原则,按构造体系规模大小，可以分为巨型、大型、中型、小型等不同级别。这种级别的划分是相对的，各级之间不存在明显的界线。巨型或大型构造体系占据的空间范围比较大，是由区域性构造运动引起的。中、小型构造体系占据的空间范围比较小，是由局部构造运动引起的。不同级别的构造体系，影响地壳深度是不一样的。一般来讲，规模大者影响地壳深度比较深，甚至切穿地

18、壳，达到地幔；规模小者只影响到地壳的有限深度。因此，不同级别的构造体系控制着不同的岩浆活动。,三、构造体系的级别和序次,一个大型的构造体系往往包含着许多较小的构造体系，较小的构造体系又包含着若干更小的构造体系。而且，较小的构造体系往往被较大的构造体系所规定和限制。由此可见构造体系也存在一个序次问题。为了更确切地认识每一场构造运动的方向和方式及其发展过程，划清构造体系的序次也是极为重要的。,三、构造体系的级别和序次,构造体系是在一定的地质历史时期内，经一定方向和方式的区域构造运动的结果。就区城构造运动发动的时期来说，主要是一次，也可断断续续地分为几次，不过构造体系的定型则是由其中一次构造运动确定

19、的。一般来讲，中、小型构造体系，多是一次构造运动的结果，确定它们的形成时期比较容易。大型、巨型构造体系，往往经历了多次同一方向、同一方式的构造运动，而且每次构造运动的时间间隔较长，这些不同构造运动时期所形成的构造形迹有时重合在一起，这就需要把不同构造运动时期所形成的构造形迹区分开，找出构造体系的定型时期。,四、构造体系的形成时期,构造体系形成时期，主要是根据构造形迹之间的关系、沉积特征、岩浆活动、同位素年龄测定、地层不整合关系等有关资料，进行综告分析确定的。过去，曾笼统地把燕山运动以前形成的构造体系称为古构造体系，把第四纪以来仍在活动的构造体系称为活动性构造体系。已被确定的构造体系，多数是属于

20、燕山运动以来形成的。由于这些较新的构造体系经历的构造运动次数较少，遭受后期的破坏较轻，保存得比较完整，特征比较明显，容易被认识，所以地质力学把它们作为头一步的研究对象。,四、构造体系的形成时期,第三节、构造体系的主要型式,一、巨型纬向构造体系二、经向构造体系三、山字形构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系五、河西构造体系和西域构造体系六、歹字形构造体系,整个地壳在漫长的地质发展过程中，经过多次剧烈的构造变动，形成了很多构造体系。就大陆地壳来说，经过长期以来的综合研究，人们已经认识了一部分，有一部分还没有完全认识清理。到现在为止，已被认识的构造体系可以概括地分为三大类型：巨型纬向构造体系、经向

21、构造体系、各种扭动构造体系。这里只重点介绍那些规模较大、对大地构造能起控制作用的构造体系。,1 纬向构造体系复式褶皱轴2 经向构造体系褶皱轴和主要断裂带3 新华夏系复式褶皱轴4 新华夏系主要断裂5 河西系主要断裂6 山字形构造体系复式褶皱轴7 弧形构造主要断裂8 歹字形构造体系复式褶皱轴9 歹字形构造体系主要断裂10 新华夏系及其他构造体系槽地11 祁吕贺兰山字形构造体系槽地,巨型纬向构造体系是由走向东西的挤压构造带所组成。在地壳上分布极为广泛，规模宏伟，实质上它是全球性的构造体系。它们的基本特征是：,一、巨型纬向构造体系,东西向的压性构造形迹，是纬向构造系的主干构造，往往表现为走向东西的复杂

22、的剧烈挤压带。,1、基本特征,巨型纬向构造体系除表现有南北向的挤压性质外，还具有巨大的东西向平移现象。,一、巨型纬向构造体系,巨型纬向构造体系是全球性的主干构造。不仅在大陆上表现明显，而且在洋底也有它的踪迹，构成环绕地球的带状构造。巨型纬向构造体系具有明显的分带性，并且比较集中发育在中纬度地区，带与带之间相隔的纬度大约8左右。巨型纬向构造体系一般都具有长期发展历史，经历了多次构造运动，表现出大幅度的紧密褶皱、不同规模和类型的断裂，并伴随有不同时期和类型的岩浆活动。由于巨型纬向构造体系规模巨大、活动历史久、性质复杂，决定了它对矿产控制的复杂性和多样性。,一、巨型纬向构造体系,属于这一类型的构造体

23、系，在我国境内发育极为良好、规模巨大的有三个：阴山一天山纬向构造体系秦岭一昆仑纬向构造体系南岭纬向构造体系。,一、巨型纬向构造体系,2、我国主要的巨型纬向构造体系,阴山一天山纬向构造体系,主要是由较古老的变质岩系和中、上元古界，以及一部分古、中生界组成，形成大幅度的紧密复式褶皱带和平行于这些褶皱的压性、压扭性断裂。有大量的中、酸性岩体和部分基性岩体，同时发育有许多次一级的派生构造形迹。该构造体系开始成生时间比较早，有悠久的发育历史，经历了多次强烈的构造运动。就整个体系来讲，它的雏型在中元古代以前就已经基本奠定，至今还处于活动状态。另外，自中生代以来，这一体系除遭受南北方向的强烈挤压外，一些断裂

24、带尚有明显的东西方向扭动作用，呈现出南盘向西、北盘向东错移的特点，有些地段还形成北东走向的多字型构造，与主干断裂构成入字型。,阴山一天山纬向构造体系,秦岭一昆仑纬向构造体系,一、巨型纬向构造体系,秦岭昆仑构造体系虽受到其它构造体系的强烈干扰，但它的基本特征在各个地段仍表现得很明显。大体上可以分为南北两个亚带；北亚带多为较古老的变质岩系和中、上元古界，以及部分下古生界组成的复背斜，挤压极为强烈；侵入岩体极为发育，以酸性、中性岩体为主，并有基性、超基性岩体，构成了一个突出的岩浆岩带；混合岩化强烈，变质作用显著。南亚带主要是由古生界和中生界组成的复向斜和复背斜，部分地段有较老岩系出露在复背斜核部，挤

25、压强烈，形变显著；岩浆活动、混合岩化和变质作用与北亚带相比，显著减弱。,秦岭一昆仑纬向构造体系,该构造体系在中元古代之前已具雏形，后来又反复经历了多次强烈的构造运动，其中最晚一次是在侏罗纪或侏罗纪以后。在中生代以后的历次变动中，尚有明显的东西向平移错动现象，南盘相对向西错动。该构造体系是中国大陆上的地质和自然地理的一条天然分界线。现在，新构造运动和地震活动仍很活跃。,秦岭一昆仑纬向构造体系,南岭纬向构造体系该构造体系也是经历了漫长而复杂的发展历程。从震旦纪之前，直至白垩纪和古近纪初期，先后经历过多次活动。尤其是在中、新生代，发生过强烈褶皱、断裂和岩浆活动。新生代以来强烈上升，形成现在的南岭山脉

26、。,一、巨型纬向构造体系,南岭纬向构造体系,一、巨型纬向构造体系,巨型纬向构造体系不仅在我国，在世界各地也普遍存在，只是有时因受到其它构造体系的干扰而断续出现。南半球的陆地较少，纬向构造体系的分布不如北半球好，但仍有显示。就目前的认识，在北半球北纬6870带、北纬5758带以及北纬50、40、33、26、18、10等附近地带，在赤道地区的北纬5南纬5带，在南半球的南纬18、26、32、58等附近地带以及南纬60 70带，都可见到巨型纬向构造体系断续分布。,一、巨型纬向构造体系,3、巨型纬向构造体系在全球的分布,经向构造体系的主体大体沿经线分布，是由走向南北、性质不完全相同的构造形迹组成。所以，

27、又称为经向构造带或南北向构造带。其基本特征有：和纬向构造体系一样也具有全球意义，在大陆上或大洋底都有广泛分布。但其规摸却没有纬向构造体系那样宏伟和强烈，在全球的分带性也不明显。,二、经向构造体系,1、基本特征,出现在大陆地区的经向构造体系，主要表现为南北走向的挤压带，由单式或复式的褶皱、压性断裂所组成，一般伴随有横向的张断裂与斜交的两组共轭扭断裂。个别地带也有呈南北走向的张裂带，但多半是属于挤压背景上的纵张裂带。出现在大洋底地区的经向构造体系主要表现为张裂带。,二、经向构造体系,受经向构造体系控制的岩浆活动也极为活跃，常构成侵入岩带和喷出岩带。从其中的基性和超基性岩体的广泛分布，可以设想本构造

28、体系也影响到地壳深部。一般都具有长期的发展历史。自古生代甚至更早的时期，直到新生代都有活动。经向构造体系也具有很重要的控矿作用。,二、经向构造体系,经向构造体系在我国南部及西南部最为突出。在我国秦岭以南的广大区域内，大体可划分为五个经向构造体系由西向东分别为：滇西经向构造体系、川滇经向构造体系、川黔经向构造体系、湘桂经向构造体系、赣闽澎台经向构造体系。在秦岭以北主要有三个经向构造体系：贺兰山经向构造体系、山西经向构造体系、牡丹江一老爷岭经向构造体系。,二、经向构造体系,2、我国主要的经向构造体系,滇西经向构造体系该构造体系的主体是由一系列南北向的复式褶皱和冲断层组成。沿复背斜和断裂带，有中、酸

29、性侵入岩体，也有少量的基性和超基性侵入岩体、喷出岩体分布。穿插有南北向的动力变质带和区域变质带。该构造体系所在地域，古生代就已是一个南北向的巨型拗陷带，自燕山运动以来又多次褶皱隆起。由于这个构造体系发育历史较长，构造变动剧烈，岩浆活动频繁，变质作用和混合岩化作用显著，所以是一个极其重要的控矿构造带。,二、经向构造体系,川滇经向构造体系该构造体系具有长期发展历史。早在元古代，它的西侧就已是一条狭窄的南北隆起。至古生代，隆起不断扩大。到三叠纪末，由于强烈的印支运动，完成了复背斜的构造轮廓。株罗纪以来的构造运动，使其进一步加强，至今仍在活动，起一个活动性的构造带。该构造体系，也是我国一个很重要的控矿

30、构造带。,二、经向构造体系,川黔经向构造体系由一系列走向南北的单式或复式褶皱及相应的压性断裂组成。褶皱特征为典型的隔槽式。在背斜带上发育有走向北东和北西两组共轭扭性断裂及走向东西的横张断裂。在向斜带上，发育了大量的走向南北的逆冲断层，并有走向南北的伴生纵张断裂发育。岩浆活动很不明显，只有一些脉状和小型侵入体。地层出露较全，元古代到株罗纪的地层全部卷入这个构造带。该构造体系在晚古生代就有南北向隆起趋势，但主要形成时期是在印支期，到燕山期仍有活动。,二、经向构造体系,湘桂经向构造体系主体是由一系列走向南北的褶皱群和压性断裂带组成，并发育有走向北东和北西的两组共扼扭断裂及走向东西的张性断裂。构成这一

31、构造体系的主要褶皱，多数是短轴箱状褶皱和隔槽式褶皱。岩浆活动很弱，见到的都是些呈零星分布的中生代酸性侵入岩体。在早古生代晚期开始形成雏形，三叠纪印支运动对它起了重要作用，燕山运动以来，仍有强烈活动。,二、经向构造体系,赣闽澎台经向构造体系主要是由一些走向南北的压性断裂带和褶皱组成，并分布有燕山期的花岗岩侵入岩带。它们都是断续出现，约略成带，形迹较弱且较分散。形成开始于晚三叠世，在燕山运动早期基本成型，新生代早期是其主要活动时期。,二、经向构造体系,贺兰山经向构造体系贺兰山经向构造体系分布在陕、甘、宁交界地带。主体是由一系列走向南北的单式或复式褶皱组成，伴有相平行的压性断裂带，岩浆活动很弱。这个

32、体系大致是在古生代形成的，到中生代有所加强。,二、经向构造体系,山西经向构造体系山西经向构造体系主体在山西地区，西以黄河为界，东以南太行山东坡为界。总的来说，山西地区是一个大致走向南北的穹窿地块，由西而东逐渐翘起，同时有局部陷落。在它的两侧，有明显的、规模较大的压性断裂带和复式褶皱。这是一个形迹特殊的经向构造体系，不仅形变较弱，而且岩浆活动也不太活跃。该构造体系是否在古生代就已经生成，目前尚不能断定。但是，至少在新生代以来，构造变动时很剧烈。牡丹江一老爷岭经向构造体系该构造体系的存在是确定无疑的，它的意义也是值得重视的。但是，对它的展布范围和具体特征及其控矿关系等，均尚需进一步研究。,二、经向

33、构造体系,以上介绍的是中国境内几个主要的经向构造体系，比较其特点，可以归纳出以下几个规律：这些经向构造体系的变形强度和幅度，显示了西强东弱和南强北弱的总趋势。每一个构造体系的内部，不同的褶皱带也显示出西强东弱的特点。这些经向构造体系的岩浆活动、变质作用、混合岩化作用，与形变特征变化的总趋势是吻合的。越向西，持续的时间越长，规模也逐渐加大，形成一些走向南北的岩浆岩带、动力变质带、混合岩化杂岩带。,二、经向构造体系,这些经向构造体系的形成时期和发展历程，无论在南方或北方，都显示出西部比东部长久而复杂，其主要形成时期(成熟期)，越向西越早，向东逐渐变晚。由于这些经向构造体系发育的历史不同，所处的地质

34、发展情况各异，因而导致了与其它构造体系相复合的多样性和复杂性。它们多数是部分地或全部地与山字型构造体系的脊柱呈重接复合，经向构造体系往往穿过山字型构造体系的前弧地带。但是，经向构造体系一般都不穿越阴山天山、秦岭昆仑等纬向构造体系。各个经向构造体系在东西向之间显示有等距性，大致保持经度4 5的间距。,二、经向构造体系,二、经向构造体系,经向构造体系的分布具有全球性。在世界各地，包括大洋底都存在着巨大的经向构造体系。它们有压性或压扭性的，也有张性或张扭性的。巨型压性经向构造体系 巨型张性经向构造体系东非裂谷系，是大陆上最典型的扭张性经向构造体系；我国西南的攀西裂谷带，也是大陆上比较典型的张性一张扭

35、性经向构造体系。,二、经向构造体系,3、经向构造体系在全球的分布,三、山字形构造体系,山字型构造体系是一种比较复杂的构造体系。它的总体形态，象古汉字中的“山”字。大多数山字型构造体系，是由于南北向或东西向挤压作用，引起地壳表层不均匀滑动的结果。因此，从某种意义来说，山字型构造体系可以看成是纬向或经向构造体系的变种。,三、山字形构造体系,完整的山字型构造体系的组成前弧(前面弧、正面弧)反射弧 脊柱 马蹄形盾地 反射弧的砥柱和脊柱实际上，并不是在所有的山字型构造体系中，每一个部分都很发育。但是前弧和脊柱是最基本的组成部分，必须具备。如果只有弧形构造地带，而无脊柱，那只能称为弧形构造。如果仅仅是反射

36、弧砥柱(或脊柱)不发育或发育不全，则仍然可以称为山字型构造体系。,三、山字形构造体系,、山字型构造体系的组成及其特征,山字型构造体系的力学机制，横梁弯曲类似。照其受力变形原理进行泥巴试验，可显示出类似山字形构造体系的形迹。,三、山字形构造体系,2、山字型构造体系的力学分析,山字型构造体系在大陆上的分布比较广泛，规模有大、有小。最大的是横跨欧亚大陆的欧亚山字型构造体系，我国最大的是祁、吕、贺兰山字型构造体系；小的如我国河北兴隆山字型构造体系，仅分布在一个小矿区范围；最小的，甚至在一块岩石手标本上就能见到。,三、山字形构造体系,3、山字型构造体系的分布,三、山字形构造体系,祁、吕、贺兰山字型构造体

37、系,祁、吕、贺兰山字型构造体系,该山字型构造体系，由于受到多种构造体系的干扰，形态十分复杂，两翼明显不对称。但其主要部分的综合形态，依然是连续和完美的。其雏型形成于石炭二叠纪，而主要形成阶段是在燕山运动的中后期。现今，活动仍然十分强烈，是我国北方中部最主要的活动性构造体系。,三、山字形构造体系,淮阳山字型构造体系该构造体系主要是在中三叠世以后到侏罗纪形成的，其后又有过一系列活动。,三、山字形构造体系,广西山字型构造体系该构造体系的发育，大致是在晚泥盆世以前就开始了，到二叠纪东吴运动发生之后，前弧基本形成。经三叠纪末的印支运动，大体形成了现在的规模。后来的燕山运动和喜马拉雅运动，对它也起了加强和

38、复杂化的作用。,广西山字型构造体系,三、山字形构造体系,祁阳山字型构造体系该构造体系至少在侏罗纪就有雏形存在，主要形成时期是在白垩纪和第三纪。,目前所发现的山字型构造体系，绝大部分发育在北半球。南半球可能因陆地少、结晶基底广泛出露、地块岩性脆硬、缺少盖层所以至今发现较少。这一事实反映了山字型构造体系的形成，主要是大陆地壳表层滑动的结果。山字型构造体系影响地壳的深度是与它的规模相适应的，但并没有一定的比例。一般来说，规模大的影响深度大，规模小的影响深度小。,4、山字型构造体系的分布规律,三、山字形构造体系,北半球山字型构造体系绝大部分是弧顶朝南,南半球的则是弧顶朝北；同时，无论南半球或北半球，都

39、有弧顶朝西的山字型构造体系。这种定向展布规律的反映了地壳表层总体运动方向，是由高纬度向低纬度和由东向西的。山字型构造体系在中纬度地区最发育。有些是分布在纬向构造体系中，有些是分布在两个纬向构造体系之间，并且规模较大。,三、山字形构造体系,有些山字型构造体系和弧形构造，集中发育在同一经度上，形成南北成串特点。这些南北成串的山字型构造体系，在成生时期上，还存在着从北向南由早到晚的趋势。这一特点不仅说明了北半球弧顶朝南的山字型构造体系的形成，是由于地壳表层物质由高纬度向低纬度推挤的结果。而且说明了是推挤幅度较大、挤压比较强烈的地带，挤压是从高纬度逐渐传向低纬度的。,三、山字形构造体系,弧顶朝西的山字

40、型构造体系大都是经向构造体系弯曲的结果。通过上述特点的罗列，不难看出山字型构造体系有规律地展布，是和经、纬向构造体系有密切关系的，都是地壳表层物质受到均衡或不均衡挤压滑动的结果，具有同样的动力来源。可见，山字型构造体系只不过是经、纬向构造体系的一种特殊形式而己。,三、山字形构造体系,它们分别简称为新华夏系、华夏系和华夏式，是出现在我国东部地区的三个规模宏伟的多字型构造。它们是由于亚洲大陆东部相对向南，太平洋底相对向北扭动的结果。,1、基本概念及力学分析,四、新华夏、华夏和华夏式构造体系,新华夏系、华夏系、华夏式是根据构造线方向和形成时代划分的。新华夏系的主体构造线方向为北东18 25 之间，形

41、成时间主要在中生代和新生代。中生代是它的剧烈活动期。华夏系的主体构造线方向为北东45左右，形成时间为元古代早中生代晚期（中三叠纪末)。华夏式，是与华夏系方向一致的构造带，形成的时间在中生代晚期和第三纪。,四、新华夏、华夏和华夏式构造体系,新华夏系是我国东部和东亚濒太平洋地区的一个规模宏伟的多字型构造。从总体来看，这个构造体系主要由走向北东18 25的三条隆起带和三条沉降带组成。我国东部的地势轮廓，明显地受到它们的控制。,四、新华夏、华夏和华夏式构造体系,2、新华夏系,新华夏系具有以下特点和变化规律 其主体多保持北北东向，并一段一段地错开呈多字型展布。它们呈多字型展布是具有多级性的，不仅表现在一

42、级隆起或沉降褶皱带上，而且在次一级或更次一级的构造上也表现得很明显。各级构造显示出来的运动方向都是逆时针扭动的，彼此间具有显著的叠次控制关系，高级的控制低级的。,四、新华夏、华夏和华夏式构造体系,新华夏系的主体构造带，往往被一些纬向构造带分隔成若干雁行斜列的段落，这些段落在临近纬向构造带时，常呈有规律的弯曲。南段向西或南西弯曲，北段向北东弯曲，这是纬向构造体系干扰的结果。,四、新华夏、华夏和华夏式构造体系,各隆起褶皱带和沉降褶皱带，都是不对称的构造带。在横剖面上形态是：隆起褶皱带表现为南东翼陡、北西翼缓，沉降褶皱带表现为南东翼缓、北西翼陡，沉降中心和沉积中心一般都偏于陡翼。它们反映了地壳表层物

43、质，由北西向南东方向推移。,四、新华夏、华夏和华夏式构造体系,可以有两组共轭断裂同属于新华夏系初次构造。一组为我国东部普遍发育的一系列中生代形成的北北西向断裂，其力学性质开始为扭性，后常转化为扭张性。因湖南中部的大义山而取名，称为大义山式断裂。另一组也为我国东部广泛存在的一系列中生代形成的北东东向断裂，其力学性质开始为扭性，后常转化为扭压性。因泰山而取名，称为泰山式断裂。但是，后来工作表明，在泰山地区的北东东向断裂，并不属于泰山式断裂。,四、新华夏、华夏和华夏式构造体系,新华夏系所属的各个构造带之间，地层的推挤和断裂活动有西弱东强的趋势，构造线伸展长度西短东长。越接近太平洋方面的新华夏系构造中

44、，岩浆活动越强烈，酸性和基性岩浆活动频繁，甚至有超基性岩侵入体。可见越向东，新华夏系构造影响地壳的深度越大。新华夏系总体形成的时间，大体上是从中生代开始的。但西部沉降褶皱带形成的时代要比东部沉降褶皱带形成的时代早，岩浆活动的时间也是由西到东逐渐变晚。,四、新华夏、华夏和华夏式构造体系,华夏系是我国东部另一个多字型构造体系。根据目前的认识，它展现的范围不小于新华夏系。与新华夏系的不同点是：主体构造线方向比新华夏系更偏东，呈北东45左右。主体构造是由一系列褶皱和压性、压扭性断裂带或挤压破碎带组成；常见有花岗岩侵入体，在一些地区出现变质带；经常伴有与褶皱轴垂直的张性断裂和斜交的扭性断裂；形成的总体时

45、间比新华夏系早，可能在元古代就开始发育，完成于古生代末或中生代中三叠世末；由于华夏系形成的时间比较早，经历的构造运动次数多，受到其它构造体系的强烈干扰，它的面目往往受到严重的歪曲和破坏。,四、新华夏、华夏和华夏式构造体系,3、华夏系,华夏式是我国东部地区又一个多字型构造体系。它展布的方向、构造组合特征都和华夏系相同，但成生时间比较晚，大致是在晚白垩世至第三纪才开始出现。为了与华夏系相区别，另称为华夏式。在实际工作中，当见到与华夏系方向一致的构造带，形成的时间在中生代晚期和第三纪，并且没有证据可以说明它是华夏系的再次活动，一般就划为华夏式构造体系。华夏式和华夏系一样，主要也是广泛地发育在秦岭纬向

46、构造体系以南，多数集中成带。,四、新华夏、华夏和华夏式构造体系,4、华夏式,河西构造体系和西域构造体系分别简称为河西系和西域系，西域系又称为古河西系。分布在我国西北地区的两个反多字型构造体系。它们的力学机制与亚洲东部地区的新华夏系、华夏系和华夏式相似，只不过扭动方向刚好相反，是在顺时针扭动力作用下形成的反多字形构造体系。,1、基本概念及力学分析,五、河西构造体系和西域构造体系,河西系的主体构造线方向呈北西10 30，展现于青海东部与甘肃交界的地区，是一个规模较大的反多字型构造体系。它由一系列大致相互平行斜列的隆起带、沉降带、褶皱、逆冲断裂以及其它压扭性构造形迹所组成，并伴随有中酸性岩浆侵入体。

47、河西系开始形成于中生代，主要活动时期在白垩纪末到第三纪，第三纪以来仍有活动，与现代强震的分布有密切关系。,五、河西构造体系和西域构造体系,2、河西系,西域系的主体构造线方向呈北西5565，它是一个规模更大的反多字型构造体系。它是由一系列复式褶皱带和槽地组成，并伴生有压扭性断裂。这些褶皱带主要由早古生代巨厚碎屑、火山岩系组成。在背斜核部常有前寒武纪变质岩系出露，沿断裂带走向还有大量的超基性岩体分布。西域系主要形成于志留纪末，泥盆纪初。,3、西域系,五、河西构造体系和西域构造体系,总观河西系与新华夏系、西域系与华夏系的主体构造线方向、构造型式、展布地区、形成时期，它们分别都呈一西一东遥遥对峙的形势

48、。河西系与新华夏系对峙，西域系与华夏系对峙。从整体来看，是由于亚洲大陆向南推移时，东侧受到太平洋底向北推挡，西部受到印度洋底和印度地块向北阻挡的结果。,五、河西构造体系和西域构造体系,歹字型构造体系又称为“之”型构造体系，沿南北向延伸，展布规模很大，发育历史悠久。它是地壳表层物质在水平面上受到多种应力综合作用的结果，是一种形态比较特殊的巨型构造体系。,六、歹字形构造体系,为描述方便，把一个典型、完整的歹字型构造体系分成头、中、尾三段。头部是最北的一段，由强烈的褶皱带，大规模的冲断层或逆掩断层组成，是一组显示遭受强烈挤压的弧形构造。中部是由头部经过急剧弯转后过渡而来的。它由若干平行的强烈褶皱带、

49、巨型冲断层和逆掩断层组成，大致呈南北向并略向西凸出成弧形。尾部是最南的一段，当中部构造经过长距离向南延伸后，又向东转折形成歹字型构造体系的尾部。它也是由一系列平行的强烈褶皱带、冲断层和逆掩断层组成的。,1、基本概念及力学分析,六、歹字形构造体系,歹字型构造体系，规模巨大、定向性明显、首尾两部扭性特征显著、中部相对挤压强烈。其原因除掉存在必要的砥柱或旋涡外，还与全球性的经向力和纬向力联合作用有关。总之，歹字型构造体系的形成直接与全球性经向力和纬向力联合作用有关，是一种特殊的扭动构造体系。故目前很少见有中、小型歹字型构造体系。,2、歹字形构造体系的力学分析,六、歹字形构造体系,歹字型构造体系不仅规

50、模大，且在全球分布比较普遍。青藏滇歹字型构造体系，是一个很典型的、规模巨大、发育历史悠久、形态清晰的歹字型构造体系。现以其为例，介绍如下。头部是青藏弧形构造带，向北东方向凸出，主要成分展 布在昆仑山以南，包括可可西里，巴颜喀拉、唐古拉、念青唐古拉等山脉，以及冈底斯山的东段。中部为弧形构造带，走向南北，稍向西凸出。又可分为 南、北两段。尾部为印尼岛弧带，由苏门答腊、爪哇等岛屿组成，展布方向由南东转为东西，向西南凸出。,3、歹字形构造体系的分布,六、歹字形构造体系,六、歹字形构造体系,青藏滇歹字型构造体系从中生代开始，形成显著的大型隆起和拗陷，海水由南向北推进，沿大断裂带侵入花岗岩和超基性岩体。燕